EP2947473A1 - Erstellung eines mr-bildes mit hilfe einer kombination aus einer ganzkörperspule und einer lokalen sendespule - Google Patents

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EP2947473A1
EP2947473A1 EP15164841.7A EP15164841A EP2947473A1 EP 2947473 A1 EP2947473 A1 EP 2947473A1 EP 15164841 A EP15164841 A EP 15164841A EP 2947473 A1 EP2947473 A1 EP 2947473A1
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pulse
pulses
local
imaging sequence
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Definitions

  • the present invention relates to a method and a device which make it possible to excite an examination object in an MR system by means of a special MR imaging sequence in a combined device consisting of a whole-body coil and a local transmitting coil such that the signal is of high quality (specific absorption rate) is minimized in the examination subject.
  • volume coils are spatially limited and therefore have a lower SAR. They are suitable for areas of the body that can be completely enclosed by a volume coil. Examples include local volume coils for a knee or the head. In addition, by reducing the measurement range to be encoded, local volume coils can achieve a reduction in coding time, which can significantly shorten the overall duration of the study.
  • transmitting TX surface coils to excite a limited portion of the examination area makes it possible to achieve a low SAR, but has the serious disadvantage that they can not produce a sufficiently homogeneous excitation field.
  • an excitation field which is as homogeneous as possible is necessary because only thereby can an MR image with a high contrast and a high quality be generated. Therefore, transmitting TX surface coils are hardly used for excitation of the examination subject in practice.
  • an inhomogeneous excitation field leads to a variation of the flip angle over the imaging volume, which in turn adversely affects the image contrast and the signal-to-noise ratio.
  • volume coils solves this problem, but only allows parts of the subject to be examined be examined, which can be completely enclosed by the volume coil. Other parts, such as a shoulder, hip, or spine, can not be enclosed by volume coils, making the examination considerably more difficult based on a spatially limited coil.
  • the present invention therefore has for its object to provide a method which allows the excitation of any parts of the examination subject in compliance with the prescribed limits for the SAR while achieving a high quality of imaging.
  • this object is achieved by a method for signal excitation, readout of the signal and generation of an MR image in an examination subject according to claim 1 and a device for signal excitation, readout of the signal and generation of an MR image according to claim 9.
  • the dependent claims define preferred and advantageous embodiments of the present invention.
  • At least one magnetic RF pulse is radiated over the entire examination subject through a whole-body coil.
  • the advantage of this step is that the irradiation by the whole body coil allows to achieve the most homogeneous possible excitation of the examination subject.
  • the irradiation of at least one RF pulse is carried out by the local transmitting coil.
  • This pulse advantageously serves to tilt the spins, which precess after excitation with different phases and thus diverge, in such a way that they converge again and can thus generate an echo signal.
  • an MR image is created from the read-out MR data.
  • the imaging sequence has a readout module, in which at least one RF refocusing pulse is irradiated to generate a spin echo, wherein the at least one RF refocusing pulse is irradiated with the local transmit coil.
  • the combination of an excitation pulse with one or more RF refocusing pulses represents a turbo spin echo sequence.
  • the RF refocusing pulses can be designed in such a way that they excite the examination object with flip angles between 150 and 180 degrees.
  • the advantage of this step is that the refocusing pulses are irradiated with the local transmit coil, thereby minimizing absorption of the incident energy (SAR, specific absorption rate) by the examination subject and thus heating of the examination subject.
  • SAR incident energy
  • the imaging sequence in front of the readout module has a preparation module in which at least one RF excitation pulse prepares a magnetization of the examination subject, and which is irradiated by the whole body coil.
  • the RF excitation pulse rotates the spins 90 degrees into the plane of the magnetic field direction of the precessing excitation pulse from an equilibrium position.
  • the RF excitation pulse is advantageously transmitted through the whole-body coil because it forms a homogeneous magnetic field and thus the entire examination area can be excited as homogeneously as possible and thus the quality of the MR image is as high as possible.
  • the preparation module can have an RF preparation pulse for suppressing unwanted MR signal components in the readout module.
  • the RF preparation pulse is radiated by the whole body coil.
  • the MR system proposed for carrying out the method operates as described above, and comprises a whole-body coil and a local transmitter coil, which are designed to generate RF pulses.
  • the MR system comprises a receiving coil, which is designed to receive the spin echoes from the examination subject.
  • the MR system has an RF control unit that controls the RF pulses of the whole body coil and the local transmit coil.
  • the RF control unit controls the coils so that the whole-body coil irradiates at least one RF pulse during the imaging sequence and the local transmit coil irradiates at least one RF pulse during the imaging sequence.
  • the MR system has an image computer which calculates an MR image from the received spin echoes.
  • the MR image has a high quality while at the same time minimizing SAR.
  • the local transmitter coil can be freely positioned within the examination area. It is thus advantageously achieved that those parts of the examination object which are not or only with difficulty accessible with a local volume coil can be emitted with RF pulses.
  • the person skilled in the art can irradiate RF refocusing pulses into a part of the examination subject and thus achieve a minimization of the SAR of the examination subject.
  • the imaging sequence determines how the RF controller controls and operates the whole body coil and the local transmit coil as described above.
  • the user of the device and the method according to the invention is therefore advantageously able to carry out examination areas, which can not be enclosed in space by volume coils, individually subjected to an imaging sequence.
  • the local transmitting coil for irradiating the magnetic refocusing pulses is designed so that the magnetic field is spatially limited and acts only on the examination area. This allows the person skilled in the art to maximize the amplitudes of the incident refocusing pulses while maintaining the maximum permissible SAR and thus to increase the quality of the signals from the examination region.
  • the energy absorption (SAR) in the examination subject and the associated heating of the examination object are minimized.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of an MR system.
  • a basic field magnet 30 generates a temporally constant, strong magnetic field for the polarization or orientation of the nuclear spins in an examination subject 20.
  • the examination object 20 is now pushed onto a table 31 in the MR system.
  • a whole-body coil 21 generates an RF field for generating RF excitation pulses and RF preparation pulses, which are part of the excitation module that is in Fig. 2 is shown.
  • Fig. 1 further shows the local transmit / receive coil 22, which is designed to cover or partially enclose certain parts of the examination subject 20.
  • the local transmitter coil / receiver coil 22 is freely positionable within the examination area.
  • hard-to-reach parts of the examination subject 20 can be covered in a simple manner.
  • Such hard-to-reach parts of the examination subject such as the spine, a hip or a shoulder, can not or only with difficulty be covered by a permanently installed local transmitter coil.
  • the free mobility of the local transmitter coil / receiver coil 22 can serve to examine hard-to-reach parts of the examination object 20.
  • Fig. 1 also shows the control of the MR system which has an HF control unit 24, an image sequence controller 26, a gradient controller 28, an image computer 25, a memory unit 27, a display unit 32 and an input unit 29.
  • the RF controller 24 controls the RF pulses of the body coil 21 and the local transmit coil / receiver coil 22.
  • the RF controller 24 selects the RF pulses such that the body coil and the local transmit coil / receiver coil 22 at least during the imaging sequence each radiate an RF pulse.
  • the image sequence controller 26 determines the nature of the widths, the amplitudes and the number of RF preparation pulses, the RF excitation pulses and the RF refocusing pulses.
  • Fig. 1 also shows a gradient control 28, which serves to control the gradient of the basic field.
  • the MR system In order to store the data of the RF signals, the MR system has a memory unit 27. For the operation of the MR system by the user, an input unit 29 is coupled to the MR system.
  • an image processor 25 exists, which analyzes the RF signals and processes them so that they can be displayed in an MR image.
  • a display unit 32 displays the MR image.
  • FIG. 2 shows the various modules and pulses generated by the imaging sequence in the MR system.
  • a preparation module 1 initially contains an RF excitation pulse 4.
  • This RF excitation pulse 4 is designed so that it homogeneously excites the entire volume of the examination object, so that all spins are rotated 90 degrees into the plane of the magnetic field of the RF excitation pulse 4. The most accurate alignment of the spins in the plane of the magnetic field leads to an improvement in the quality of imaging.
  • Fig. 2 further shows an RF preparation pulse 3, which in a preferred embodiment can be radiated in front of the RF excitation pulse 4.
  • This RF preparation pulse 3 is designed in such a way that it excites the spins in certain tissue parts, for example adipose tissue, in such a way that they generate the lowest possible MR signals in the entire imaging sequence. This reduces MR signals from tissue portions that disrupt or are not important to the imaging sequence.
  • a readout module 2 which contains at least one RF refocusing pulse 5.
  • the at least one RF refocusing pulse 5 serves to tilt the aligned spins, which precess after the excitation with different phases and therefore diverge, by 150-180 degrees, so that they converge again and thus generate an MR signal.
  • Fig. 2 the nature of the RF preparation pulses 3, the RF excitation pulses 4 and the RF refocusing pulses 5 is shown in detail.
  • the RF refocusing pulses 5 have the highest possible amplitude and a short pulse duration to increase the quality of the RF signals.
  • the SAR (specific absorption rate) of the examination object is minimized since it is radiated by the local transmitting coil / receiving coil and therefore acts only in a limited part of the examination subject.
  • the RF excitation pulse 4 is irradiated with the whole-body coil and therefore acts on the entire examination subject. Accordingly, the SAR can reach high values, which results in the amplitude being chosen to be smaller compared to the RF refocusing pulses 5.
  • the MR image can be produced with high quality while simultaneously minimizing SAR (specific absorption rate).
  • the RF preparation pulse 3 is selected so that it blocks out unwanted signals from the examination subject.
  • the nature of the RF preparation pulse 3 can be selected such that it has a long pulse duration and low amplitudes. Other embodiments are also possible.
  • the imaging sequence may comprise a contrast preparation by the RF pulse 3.
  • This contrast generation RF pulse is transmitted with the whole-body coil to achieve as homogeneous a contrast as possible while the local coil readout module is transmitting the advantages of the local coil to achieve a reduced SAR, a reduced imaging volume for a measurement time reduction and a faster imaging by shorter pulses that use an increased B1 amplitude of the local coils.
  • the imaging sequence may be a fast spin echo sequence without the RF pulse 3 and only with the RF pulses 4 and 5. Since the excitation pulse is less critical from the point of view of B1 due to the low flip angle of 90 ° and the lower frequency. Amplitude and SAR, this pulse is advantageously sent with the whole body coil.
  • the flip angles of the refocussing pulses have less influence on the image quality, since a lower flip angle indeed reduces the signal of the direct spin echoes, but this is at least partially compensated by an increasing proportion of the signal due to stimulated echoes.
  • the SAR can be induced, the entire SAR of the sequence being determined by the SAR of the SAR Refocusing pulses is dominated.
  • the image quality can be improved by shorter pulses with higher B1 amplitude.
  • Fig. 3 shows a flowchart of the inventive method for creating an MR image.
  • the imaging sequence is determined which determines the number and the nature of the RF pulses.
  • the method determines whether the whole-body coil or the local transmit coil / receive coil transmits the various RF pulses.
  • the imaging sequence is executed using the sequence of RF pulses set in step S1.
  • the generated MR signals are read out and stored.
  • the MR image is created based on the data from step S4.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erstellung eines MR-Bildes eines Untersuchungsobjekts mit einer MR-Bildgebungssequenz in einer MR-Anlage, mit folgenden Schritten: - Einstrahlen von mindestens einem HF-Puls (3, 4) durch eine Ganzkörperspule (21) der MR-Anlage während der Bildgebungssequenz, - Einstrahlen von mindestens einem HF-Puls (5) durch eine lokale Sendespule (22) der MR-Anlage während der Bildgebungssequenz - Auslesen von MR-Signalen, die durch die eingestrahlten HF-Pulse (3, 4, 5) erzeugt werden. - Erstellen des MR-Bildes aus den ausgelesenen MR-Signalen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, die es erlauben, ein Untersuchungsobjekt in einer MR-Anlage durch eine spezielle MR-Bildgebungssequenz in einer kombinierten Vorrichtung bestehend aus einer Ganzkörperspule und einer lokalen Sendespule so anzuregen, dass bei hoher Güte des Signals die SAR (spezifische Absorptionsrate) im Untersuchungsobjekt minimiert wird.
  • In der medizinischen MR-Diagnostik existieren verschiedene Methoden um die Signalqualität und den Kontrast des Signals zu maximieren. Diese Methoden erfordern in der Regel die Benutzung von magnetischen HF-Feldern hoher Feldstärke. Insbesondere bei den HF-Feldern, die zu einer Anregung eines Signals und zu einer Refokussierung über das gesamte Volumen des Untersuchungsobjekts verwendet werden, tritt dabei eine teilweise Absorption der eingestrahlten Energie durch das Untersuchungsobjekt und damit eine Erwärmung ein. Ein Maß für diese Absorption bzw. Erwärmung ist die spezifische Absorptionsrate (SAR). Um eine zu starke Erwärmung zu verhindern, existieren gesetzliche Grenzwerte für die SAR, die festlegen, welche maximale Energieleistung in einem Objekt einer bestimmten Masse deponiert werden soll. Um die Überschreitung dieser Grenzwerte zu vermeiden, werden nach dem aktuellen Stand der Technik MR-Anlagen eingesetzt, die für bestimmte Teile eines Untersuchungsobjekts lokale Volumenspulen zur HF-Felderzeugung einsetzen. Diese sind räumlich begrenzt und weisen daher eine geringere SAR auf. Sie sind geeignet für Körperbereiche, die komplett von einer Volumenspule umschlossen werden können. Beispiele hierfür sind lokale Volumenspulen für ein Knie oder den Kopf. Außerdem können lokale Volumenspulen durch die Reduktion des zu kodierenden Messbereichs eine Reduktion der Kodierungszeit erreichen, was die Gesamtdauer der Untersuchung erheblich verkürzen kann.
  • Auch bei speziellen Bildgebungen, beispielsweise bei Implantaten, chemical Shift Artefakten oder Spektroskopie, haben lokale Sendespulen Vorteile, die räumlich begrenzt möglichst hohe Amplituden und Bandbreiten erzeugen können.
  • An den Rändern des Feldes der lokalen Volumenspule zeigt sich jedoch häufig bereits ein sichtbarer Abfall der Feldstärke.
  • Handelt es sich bei dem Untersuchungsobjekt hingegen um solche Körperteile die nicht oder nur schwer umschlossen werden können, können lokale Volumenspulen nicht verwendet werden. Daher müssen niedrigere Intensitäten für die Refokussierungspulse in Kauf genommen werden, was zu einer Einschränkung in der Qualität der Bildgebung führt.
  • Die bisher bekannten Verfahren zur Maximierung der Qualität und des Kontrasts des Signals erfordern einerseits möglichst hohe HF-Feldstärken, andererseits tritt dabei aber eine zunehmende Erwärmung des Untersuchungsobjekts ein.
  • Die Verwendung von sendenden TX-Oberflächenspulen zur Anregung eines begrenzten Teil des Untersuchungsbereichs ermöglichen es, eine niedrige SAR zu erreichen, habe jedoch den gravierenden Nachteil, dass sie kein ausreichend homogenes Anregungsfeld erzeugen können. Ein möglichst homogenes Anregungsfeld ist aber deshalb notwendig, weil nur dadurch ein MR-Bild mit einem hohen Kontrast und einer hohen Qualität erzeugt werden kann. Daher werden sendende TX-Oberflächenspulen für die Anregung des Untersuchungsobjekt in der Praxis kaum verwendet. Aus Sicht der Bildgebungssequenz führt ein inhomogenes Anregungsfeld zu einer Variation des Flipwinkels über das Bildgebungsvolumen, was wiederum den Bildkontrast und das Signal-Rausch Verhältnis negativ beeinflusst. Es ist aber wünschenswert, gleichzeitig einen möglichst konstanten, gut definierten Kontrast und ein möglichst hohes Signal-Rausch Verhältnis zu erhalten.
  • Die Verwendung räumlich begrenzter Volumenspulen löst dieses Problem, jedoch können damit nur solche Teile des Untersuchungsobjekts untersucht werden, die komplett von der Volumenspule umschlossen werden können. Andere Teile, wie z.B. eine Schulter, die Hüfte oder die Wirbelsäule, können von Volumenspulen nicht umschlossen werden, wodurch die Untersuchung basierend auf eine räumlich begrenzte Spule erheblich erschwert wird.
  • Die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, ein Verfahren bereitzustellen, das die Anregung beliebiger Teile des Untersuchungsobjekts unter Einhaltung der vorgeschriebenen Grenzwerte für die SAR ermöglicht und gleichzeitig eine hohe Qualität der Bildgebung erreicht.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Signalanregung, Auslesen des Signals und Erstellen eines MR-Bildes in einem Untersuchungsobjekt nach Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung zur Signalanregung, Auslesen des Signals und Erstellen eines MR-Bildes nach Anspruch 9 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
  • Zunächst wird während einer Bildgebungssequenz mindestens ein magnetischer HF-Puls über das gesamte Untersuchungsobjekt durch eine Ganzkörperspule eingestrahlt.
  • Der Vorteil dieses Schrittes besteht darin, dass das Einstrahlen durch die Ganzkörperspule es erlaubt, eine möglichst homogene Anregung des Untersuchungsobjekts zu erreichen.
  • Danach erfolgt die Einstrahlung mindestens eines HF-Pulses durch die lokale Sendespule.
  • Dieser Puls dient vorteilhaft dazu, die Spins, die sich nach der Anregung mit unterschiedlichen Phasen präzedieren und somit auseinanderlaufen, derartig gekippt werden, so dass sie wieder zusammenlaufen und damit ein Echo-Signal erzeugen können.
  • Im nächsten Schritt wird aus den ausgelesenen MR-Daten ein MR-Bild erstellt.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Bildgebungssequenz ein Auslesemodul auf, in dem mindestens ein HF-Refokussierungspuls zur Erzeugung eines Spinechos eingestrahlt wird, wobei der mindestens eine HF-Refokussierungspuls mit der lokalen Sendespule eingestrahlt wird. Die Kombination eines Anregungspulses mit einem oder mehreren HF-Refokussierungspulsen stellt eine Turbo-Spin-Echo Sequenz dar.
  • Die HF-Refokussierungspulse können in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel derart beschaffen sein, dass sie das Untersuchungsobjekt mit Flipwinkel zwischen 150 und 180 Grad anregen. Der Vorteil dieses Schritts besteht darin, dass die Refokussierungspulse mit der lokalen Sendespule eingestrahlt werden und dadurch eine Absorption der eingestrahlten Energie (SAR, spezifische Absorptionsrate) durch das Untersuchungsobjekt und damit eine Erwärmung des Untersuchungsobjekts minimiert wird.
  • In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Bildgebungssequenz vor dem Auslesemodul ein Präparationsmodul auf, in dem mindestens ein HF-Anregungspuls eine Magnetisierung des Untersuchungsobjekts präpariert, und der von der Ganzkörperspule eingestrahlt wird.
  • Der HF-Anregungspuls dreht die Spins aus einer Gleichgewichtslage um 90 Grad in die Ebene der Magnetfeldrichtung des präzedierenden Anregungspulses.
  • Der HF-Anregungspuls wird vorteilhaft durch die Ganzkörperspule gesendet, weil diese ein homogenes Magnetfeld ausbildet und somit der gesamte Untersuchungsbereich möglichst homogen angeregt werden kann und damit Qualität des MR-Bildes möglichst hoch ist.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das Präparationsmodul einen HF-Präparationspuls zur Unterdrückung unerwünschter MR-Signalanteile im Auslesemodul aufweisen. Der HF-Präparationspuls wird von der Ganzkörperspule eingestrahlt. Dadurch wird vorteilhaft erreicht, dass das Untersuchungsobjekt in der MR-Bildgebung einen besseren Kontrast aufweist und der störende Einfluss unerwünschter MR-Signale reduziert wird.
  • Die MR-Anlage, die zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagen wird, arbeitet wie oben beschrieben, und umfasst eine Ganzkörperspule und eine lokale Sendespule, die ausgebildet sind, HF-Pulse zu erzeugen. Darüber hinaus umfasst die MR-Anlage eine Empfangsspule, die ausgebildet ist, die Spinechos aus dem Untersuchungsobjekt zu empfangen.
  • Außerdem weist die MR-Anlage eine HF-Steuereinheit auf, die die HF-Pulse der Ganzkörperspule und der lokalen Sendespule steuert. Dabei steuert die HF-Steuereinheit die Spulen so, dass die Ganzkörperspule während der Bildgebungssequenz mindestens einen HF-Puls einstrahlt und die lokale Sendespule während der Bildgebungssequenz mindestens einen HF-Puls einstrahlt.
  • Zusätzlich weist die MR-Anlage einen Bildrechner auf, der aus den empfangenen Spinechos ein MR-Bild berechnet.
  • Mit dieser Anordnung wird vorteilhaft erreicht, dass das MR-Bild eine hohe Qualität bei gleichzeitig minimierter SAR hat.
  • Die lokale Sendespule ist innerhalb des Untersuchungsbereichs frei positionierbar. Damit wird vorteilhaft erreicht, dass solche Teile des Untersuchungsobjekts, die mit einer lokalen Volumenspule nicht oder nur schwer zugänglich sind, mit HF-Pulsen ausgestrahlt werden können. Damit kann der Fachmann beispielsweise HF-Refokussierungspulse in einen Teil des Untersuchungsobjekts einstrahlen und somit eine Minimierung der SAR des Untersuchungsobjekts erreichen.
  • Die Bildgebungssequenz legt fest, wie die HF-Steuereinheit die Ganzkörperspule und die lokale Sendespule steuert und arbeitet wie oben beschrieben.
  • Der Benutzer der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des Verfahrens ist somit vorteilhaft dazu in der Lage, Untersuchungsbereiche, die räumlich nicht von Volumenspulen umschlossen werden können, individuell einer Bildgebungssequenz zu unterziehen. Dabei ist die lokale Sendespule zum Einstrahlen der magnetischen Refokussierungspulse so ausgestaltet, dass das Magnetfeld räumlich begrenzt ist und nur auf den Untersuchungsbereich wirkt. Dies erlaubt dem Fachmann, bei Einhaltung der maximal erlaubten SAR die Amplituden der eingestrahlten Refokussierungspulse zu maximieren und somit die Qualität der Signale aus dem Untersuchungsbereich zu erhöhen. Gleichzeitig wird die Energieabsorption (SAR) im Untersuchungsobjekt und die damit verbundene Erwärmung des Untersuchungsobjekts minimiert.
  • Im Folgenden werden erfindungsgemäße Ausführungsformen im Detail mit Bezug zu den Figuren beschrieben.
    • Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen MR-Anlage.
    • Fig. 2 zeigt eine bildliche Darstellung der verschiedenen Module und der HF-Pulse.
    • Fig. 3 Zeigt ein Flussdiagramm zum erfindungsgemäßen Ablauf des Verfahrens
  • Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer MR-Anlage. Dabei erzeugt ein Grundfeldmagnet 30 ein zeitlich konstantes starkes Magnetfeld zur Polarisation bzw. Ausrichtung der Kernspins in einem Untersuchungsobjekt 20.
  • Das Untersuchungsobjekt 20 wird nun auf einem Tisch 31 in die MR-Anlage geschoben. In der MR-Anlage erzeugt eine Ganzkörperspule 21 ein HF-Feld zur Erzeugung von HF-Anregungspulsen und HF-Präparationspulsen, welche Teil des Anregungsmoduls sind, das in Fig. 2 dargestellt ist.
  • Fig. 1 zeigt weiterhin die lokale Sendespule/Empfangsspule 22, die ausgebildet ist, bestimmte Teile des Untersuchungsobjekts 20 abzudecken oder teilweise zu umschließen. Darüber hinaus ist die lokale Sendespule/Empfangsspule 22 innerhalb des Untersuchungsbereichs frei positionierbar. In der erfindungsgemäßen Ausführung der MR-Anlage wird damit erreicht, dass schwer zugängliche Teile des Untersuchungsobjekts 20 auf eine einfache Art abgedeckt werden können. Derartige schwer zugängliche Teile des Untersuchungsobjekts, wie z.B. die Wirbelsäule, eine Hüfte oder eine Schulter, können von einer fest verbauten lokalen Sendespule nicht oder nur schwer abgedeckt werden. Die freie Bewegbarkeit der lokalen Sendespule/Empfangsspule 22 kann jedoch dazu dienen, schwer zugängliche Teile des Untersuchungsobjekts 20 zu untersuchen.
  • Fig. 1 zeigt außerdem die Steuerung der MR-Anlage, welche eine HF-Steuereinheit 24, eine Bildsequenzsteuerung 26, eine Gradientensteuerung 28, einen Bildrechner 25, eine Speichereinheit 27, eine Anzeigeeinheit 32 und eine Eingabeeinheit 29 aufweist.
  • Die HF-Steuereinheit 24 steuert die die HF-Pulse der Ganzkörperspule 21 und der lokalen Sendespule/Empfangsspule 22. Dabei wählt die HF-Steuereinheit 24 die HF-Pulse so aus, dass die Ganzkörperspule und die lokale Sendespule/Empfangsspule 22 während der Bildgebungssequenz mindestens jeweils einen HF-Puls einstrahlen.
  • Die Bildsequenzsteuerung 26 legt die Beschaffenheit der Breiten, die Amplituden und die Anzahl der HF-Präparationspulse, der HF-Anregungspulse und der HF-Refokussierungspulse fest.
  • Fig. 1 zeigt außerdem eine Gradientensteuerung 28, welche dazu dient, den Gradienten des Grundfeldes zu steuern.
  • Um die Daten der HF-Signale zu speichern, weist die MR-Anlage eine Speichereinheit 27 auf. Für die Bedienung der MR-Anlage durch den Benutzer ist eine Eingabeeinheit 29 an die MR-Anlage gekoppelt.
  • Darüber hinaus existiert ein Bildrechner 25, der die HF-Signale analysiert und derart aufbereitet, dass sie in einem MR-Bild dargestellt werden können. Eine Anzeigeeinheit 32 stellt das MR-Bild dar.
  • Fig. 2 zeigt die verschiedenen Module und Pulse, die von der Bildgebungssequenz in der MR-Anlage erzeugt werden. Ein Präparationsmodul 1 beinhaltet zunächst einen HF-Anregungspuls 4. Dieser HF-Anregungspuls 4 ist so ausgebildet, dass er das gesamte Volumen des Untersuchungsobjekts homogen angeregt, so dass alle Spins um 90 Grad in die Ebene des Magnetfeldes des HF-Anregungspulses 4 gedreht werden. Die möglichst exakte Ausrichtung der Spins in die Ebene des Magnetfeldes führt zu einer Verbesserung der Qualität in der Bildgebung.
  • Fig. 2 zeigt weiterhin einen HF-Präparationspuls 3, der in einer bevorzugten Ausführungsform vor dem HF-Anregungspuls 4 eingestrahlt werden kann. Dieser HF-Präparationspuls 3 ist derart ausgebildet, dass er die Spins in bestimmten Gewebeanteilen, beispielsweise Fettgewebe, so anregt, dass sie in der gesamten Bildgebungssequenz möglichst geringe MR-Signale erzeugen. Damit werden MR-Signale aus Gewebeanteilen, die die Bildgebungssequenz stören oder nicht wichtig sind, reduziert.
  • Darüber hinaus zeigt Fig. 2 ein Auslesemodul 2, welches mindestens einen HF-Refokussierungspuls 5 enthält. Der mindestens eine HF-Refokussierungspuls 5 dient dazu, die ausgerichteten Spins, die nach der Anregung mit unterschiedlichen Phasen präzedieren und daher auseinanderlaufen, um 150 - 180 Grad zu kippen, so dass sie wieder zusammenlaufen und so ein MR-Signal erzeugen.
  • In Fig. 2 ist die Beschaffenheit der HF-Präparationspulse 3, der HF-Anregungspulse 4 und der HF-Refokussierungspulse 5 genau dargestellt. Dabei haben die HF-Refokussierungspulse 5 eine möglichst hohe Amplitude und eine kurze Pulsdauer um die Qualität der HF-Signale zu erhöhen. Dabei ist die SAR (spezifische Absorptionsrate) des Untersuchungsobjekts minimiert, da sie von der lokalen Sendespule/Empfangsspule eingestrahlt wird und daher nur in einem begrenzen Teil des Untersuchungsobjekts wirkt.
  • Der HF-Anregungspuls 4 wird mit der Ganzkörperspule eingestrahlt und wirkt daher auf das gesamte Untersuchungsobjekt. Entsprechend kann die SAR hohe Werte erreichen, was dazu führt dass die Amplitude im Vergleich zu den HF-Refokussierungspulsen 5 geringer gewählt wird.
  • Mit dieser Anordnung wird vorteilhaft erreicht, dass das MR-Bild eine hohe Qualität bei gleichzeitig minimierter SAR (spezifische Absorptionsrate) erzeugt werden kann.
  • Der HF-Präparationspuls 3 ist so gewählt dass er unerwünschte Signale aus dem Untersuchungsobjekt ausblendet. Die Beschaffenheit des HF-Präparationspulses 3 kann in einem Ausführungsform so gewählt werden, dass eine lange Pulsdauer und eine niedrige Amplituden aufweist. Andere Ausführungsformen sind ebenfalls möglich.
  • Wie in der Fig. 2 dargestellt, kann die Bildgebungssequenz eine Kontrastpräparierung aufweisen durch den HF-Puls 3. Dieser HF-Puls zur Kontrasterzeugung wird mit der Ganzkörperspule gesendet, um einen möglichst homogenen Kontrast zu erzielen, während das Auslesemodul mit der Lokalspule gesendet wird, um die Vorteile der Lokalspule wie ein reduziertes SAR, ein reduziertes Bildgebungsvolumen für eine Messzeitverkürzung und eine schnellere Bildgebung durch kürzere Pulse, die eine erhöhte B1-Amplitude der Lokalspulen nutzen, zu erreichen. In einer weiteren Ausführungsform kann die Bildgebungssequenz jedoch eine schnelle Spinechosequenz sein ohne den HF-Puls 3 und nur mit den HF-Pulsen 4 und 5. Da der Anregungspuls aufgrund des geringen Flipwinkels von 90° und der geringeren Häufigkeit weniger kritisch aus Sicht von B1-Amplitude und SAR ist, wird dieser Puls vorteilhaft mit der Ganzkörperspule gesendet. Die Flipwinkel der Refokussierungspulse haben hingegen geringeren Einfluss auf die Bildqualität, da ein niedrigerer Flipwinkel zwar das Signal der direkten Spinechos reduziert, dies aber durch einen zunehmenden Anteil der Signal durch stimulierte Echos zumindest teilweise kompensiert wird. Durch die Einstrahlungen der Refokussierungspulse mit der Lokalspule kann das SAR induziert werden, wobei das gesamte SAR der Sequenz durch das SAR der Refokussierungspulse dominiert wird. Ebenso kann die Bildqualität durch kürzere Pulse mit höherer B1-Amplitude verbessert werden.
  • Fig. 3 zeigt ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erstellung eines MR-Bildes. Dabei wird im ersten Schritt S1 die Bildgebungssequenz festgelegt, welche die Anzahl und die Beschaffenheit der HF-Pulse festlegt. Im Schritt S2 bestimmt das Verfahren, ob die Ganzkörperspule oder die lokale Sendespule/Empfangsspule die verschiedenen HF-Pulse sendet. Darauf folgend wird im Schritt S3 die Bildgebungssequenz ausgeführt, wobei die im Schritt S1 festgelegte Abfolge der HF-Pulse benutzt wird. Im Schritt S4 werden die erzeugten MR-Signale ausgelesen und gespeichert. Im Schritt S5 wird schließlich das MR-Bild basierend auf den Daten aus dem Schritt S4 erstellt.

Claims (15)

  1. Verfahren zur Erstellung eines MR-Bildes eines Untersuchungsobjekts mit einer MR-Bildgebungssequenz in einer MR-Anlage, mit folgenden Schritten:
    - Einstrahlen von mindestens einem HF-Puls (3, 4) durch eine Ganzkörperspule (21) der MR-Anlage während der Bildgebungssequenz,
    - Einstrahlen von mindestens einem HF-Puls (5) durch eine lokale Sendespule (22) der MR-Anlage während der Bildgebungssequenz
    - Auslesen von MR-Signalen, die durch die eingestrahlten HF-Pulse (3, 4, 5) erzeugt werden.
    - Erstellen des MR-Bildes aus den ausgelesenen MR-Signalen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildgebungssequenz ein Auslesemodul (2) aufweist, in dem zumindest ein HF-Refokussierungspuls (5) zur Erzeugung eines Spinechos eingestrahlt wird, wobei der zumindest eine HF-Refokussierungspuls (5) mit der lokalen Sendespule (22) eingestrahlt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
    in dem Auslesemodul mehrere HF-Refokussierungspulse (5) zur Erzeugung von mehreren Spinechos eingestrahlt werden, wobei die mehreren HF-Refokussierungspulse (5) mit der lokalen Sendespule (22) eingestrahlt werden.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Bildgebungssequenz ein Präparationsmodul (1) vor einem Auslesemodul (2) aufweist, in dem die Magnetisierung des Untersuchungsobjekts (20) durch Einstrahlen von zumindest einem HF-Anregungspuls (4) präpariert wird bevor das MR-Signal in dem Auslesemodul ausgelesen wird, und
    der zumindest eine HF-Anregungspuls (4) mit der Ganzkörperspule (21) eingestrahlt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass
    das Präparationsmodul (1) einen HF-Anregungspuls (4) aufweist, der mit der Ganzkörperspule (21) eingestrahlt wird um eine Magnetisierung des Untersuchungsobjekts (20) für die Erzeugung der MR-Signale aus einer Gleichgewichtslage auszulenken.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass
    das Präparationsmodul (1) einen HF-Präparationspuls (3) zur Unterdrückung unerwünschter Signalanteile im Auslesemodul (2) aufweist, der mit der Ganzkörperspule (21) eingestrahlt wird.
  7. MR-Anlage zur Erstellung eines MR-Bildes eines Untersuchungsobjekts, welche aufweist:
    - eine Ganzkörperspule (21), die ausgebildet ist, HF-Pulse (3, 4) zu erzeugen.
    - eine lokale Sendespule/Empfangsspule (22), die ausgebildet ist, HF-Refokussierungspulse (5) zu erzeugen und Echosignale aus dem Untersuchungsobjekt (20) zu empfangen.
    - eine HF-Steuereinheit (24), die ausgebildet ist, die HF-Pulse (3, 4) der Ganzkörperspule (21) und der HF-Pulse (5) der lokalen Sendespule/Empfangsspule (22) zu steuern, wobei die HF-Steuereinheit (24) nach Auswahl einer Bildgebungssequenz die Ganzkörperspule (21) und die lokale Sendespule/Empfangsspule (22) derart steuert, dass
    die Ganzkörperspule (21) zumindest einen HF-Puls (4) während der Bildgebungssequenz einstrahlt, und
    dass die lokale Sendespule/Empfangsspule (22) zumindest einen HF-Puls (5) während der Bildgebungssequenz einstrahlt.
    - ein Bildrechner (25), der aus den empfangenen Echodaten ein MR-Bild berechnet.
  8. MR-Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Bildgebungssequenz ein Auslesemodul (2) aufweist, wobei die HF-Steuereinheit (24) die lokale Sendespule/Empfangsspule (22) derart steuert, dass die lokale Sendespule/Empfangsspule (22) zumindest einen HF-Refokussierungspuls (5) zur Erzeugung eines Spinechos einstrahlt.
  9. MR-Anlage nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass
    das Auslesemodul (2) mehrere HF-Refokussierungspulse (5) aufweist, wobei die HF-Steuereinheit (24) die lokale Sendespule/Empfangsspule (22) derart steuert, dass die lokale Sendespule/Empfangsspule (22) mehrere HF-Refokussierungspulse (5) für die Erzeugung von mehreren Spinechos einstrahlt.
  10. MR-Anlage nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Bildgebungssequenz ein Präparationsmodul (1) vor dem Auslesemodul (2) aufweist, wobei die HF-Steuereinheit (24) die Ganzkörperspule (21) derart steuert, dass die Ganzkörperspule (21) die Magnetisierung des Untersuchungsobjekts (20) dadurch präpariert, dass sie zumindest einen HF-Anregungspuls (4) einstrahlt.
  11. MR-Anlage nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass
    das Präparationsmodul (1) einen HF-Anregungspuls (4) aufweist, wobei die HF-Steuereinheit (24) die Ganzkörperspule (21) derart steuert, dass die Ganzkörperspule (21) eine Magnetisierung des Untersuchungsobjekts (20) für die Erzeugung der MR-Signale aus einer Gleichgewichtslage auslenkt.
  12. MR-Anlage nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass
    das Präparationsmodul (1) einen HF-Präparationspuls (3) aufweist, wobei die HF-Steuereinheit (24) die Ganzkörperspule (21) derart steuert, dass die Ganzkörperspule (21) einen HF-Präparationspuls (3) zur Unterdrückung unerwünschter Signalanteile im Auslesemodul (2) einstrahlt.
  13. MR-Anlage nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Ganzkörperspule (21) den gesamten Untersuchungsbereich räumlich umschließt, und
    die Ganzkörperspule (21) ausgestaltet ist, die HF-Pulse (3, 4) aus dem Anregungsmodul (1) zu erzeugen.
  14. MR-Anlage nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass
    die lokale Sendespule/Empfangsspule (22) innerhalb des Untersuchungsbereichs frei positionierbar ist, und
    die lokale Sendespule/Empfangsspule (22) ausgestaltet ist, die HF-Refokussierungspulse (5) aus dem Auslesemodul zu erzeugen.
  15. MR-Anlage nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-6 ausgestaltet ist.
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